DE102016215279A1

DE102016215279A1 - Length adjustable connecting rod

Info

Publication number: DE102016215279A1
Application number: DE102016215279.3A
Authority: DE
Inventors: Helmut Melde-Tuczai; Bernhard Hödl; Hubert Andreas Huemer
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2017-02-16
Also published as: AT517100A4; AT517100B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (1) für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einem ersten Stangenteil (2) und einem zweiten Stangenteil (4), welche beiden Stangenteile (2, 4) relativ zueinander über ein Schraubgetriebe (6) in Richtung der Längsachse (1a) der Pleuelstange (1) verschiebbar sind, wobei das Schraubgetriebe (6) zumindest einen ersten Getriebeteil (7) und einen mit dem ersten Getriebeteil (7) im Eingriff stehenden zweiten Getriebeteil (8) aufweist, wobei der erste Getriebeteil (7) als Spindelmutter (9) bzw. Gewindespindel (10) und der zweite Getriebeteil (8) als Gewindespindel (10) bzw. als Spindelmutter (9) ausgebildet ist. Auf möglichst einfache Weise eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses bei einer Hubkolbenmaschine zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Schraubgetriebe (6) über zumindest einen mindestens ein Schwingelement (21) aufweisenden Aktuator (20) betätigbar ist, wobei das Schwingelement (21) um eine Drehachse (21a) drehbar im ersten Stangenteil (2) gelagert ist und wobei das Schwingelement (21) mit dem ersten Getriebeteil (7) drehverbindbar ist.The invention relates to a length-adjustable connecting rod (1) for a reciprocating piston engine, in particular for an internal combustion engine, having at least a first rod part (2) and a second rod part (4), which two rod parts (2, 4) relative to each other via a helical gear (6). in the direction of the longitudinal axis (1a) of the connecting rod (1) are displaceable, wherein the helical gear (6) at least a first gear part (7) and with the first gear part (7) in engagement second gear part (8), wherein the first Gear part (7) as a spindle nut (9) or threaded spindle (10) and the second gear part (8) as a threaded spindle (10) or as a spindle nut (9) is formed. In the simplest possible way to allow a change in the compression ratio in a reciprocating engine, it is provided that the helical gear (6) via at least one at least one vibrating element (21) having actuator (20) is actuated, wherein the vibrating element (21) about an axis of rotation ( 21a) is rotatably mounted in the first rod part (2) and wherein the oscillating element (21) with the first gear part (7) is drehverbindbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einem ersten Stangenteil und einem zweiten Stangenteil, welche beiden Stangenteile über ein Schraubgetriebe in Richtung der Längsachse der Pleuelstange verschiebbar sind, wobei das Schraubgetriebe zumindest einen ersten Getriebeteil und einen mit dem ersten Getriebeteil im Eingriff stehenden zweiten Getriebeteil aufweist, wobei der erste Getriebeteil als Gewindespindel oder als Spindelmutter und der zweite Getriebeteil als Spindelmutter bzw. Gewindespindel ausgebildet ist.The invention relates to a length-adjustable connecting rod for a reciprocating engine, in particular for an internal combustion engine, with at least a first rod part and a second rod part, which two rod parts via a helical gear in the direction of the longitudinal axis of the connecting rod are displaceable, wherein the helical gear at least a first gear part and a with Having the first gear part engaged second gear part, wherein the first gear part is designed as a threaded spindle or as a spindle nut and the second gear part as a spindle nut or threaded spindle.

Aus den Druckschriften WO 06/115898 A1 , US 5 406 911 A , GB 441 666 A ist es bekannt, die Länge von Pleuelstangen mechanisch durch eine Schraubgetriebe zu verstellen. Dabei wird jeweils der Kolben über sein verzahntes Kolbenhemd bzw. über ein Gewinde im Bereich des Kolbenhemdes verdreht.From the pamphlets WO 06/115898 A1 . US Pat. No. 5,406,911 . GB 441 666 A It is known to adjust the length of connecting rods mechanically by a helical gear. In each case, the piston is rotated via its toothed piston skirt or via a thread in the region of the piston skirt.

Weiters ist es aus der DE 42 26 361 A1 eine Brennkraftmaschine mit verstellbarer Verdichtung bekannt, bei der die Endstellung des Kolbens veränderbar ist. Die Veränderung des Kolbens wird durch ein verstellbares Kurbelwellenlager oder durch ein verstellbares Hubzapfenlager erreicht, wobei die Verstellung durch einen Exzenter bewirkt wird, welcher mindestens einen radial vorstehenden Kolben aufweist, der in einer radialen Erweiterung des Exzenterscheibenlagers hydraulisch verschiebbar ist.Furthermore, it is from the DE 42 26 361 A1 an internal combustion engine with adjustable compression known, in which the end position of the piston is variable. The change of the piston is achieved by an adjustable crankshaft bearing or by an adjustable Hubzapfenlager, wherein the adjustment is effected by an eccentric having at least one radially projecting piston which is hydraulically displaceable in a radial extension of the eccentric disc bearing.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses bei einer Hubkolbenmaschine zu ermöglichen.An object of the invention is to allow the simplest possible way a change in the compression ratio in a reciprocating engine.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Schraubgetriebe über zumindest einen mindestens ein Schwingelement aufweisenden Aktuator betätigbar ist, wobei das Schwingelement um eine Drehachse drehbar im ersten Stangenteil gelagert ist und wobei das Schwingelement mit dem ersten Getriebeteil drehverbindbar ist.According to the invention this is achieved in that the helical gear can be actuated via at least one actuator having at least one vibrating element, wherein the vibrating element is rotatably mounted about an axis of rotation in the first rod part and wherein the vibrating element with the first gear part is drehverbindbar.

Unter einem Schraubgetriebe wird erfindungsgemäß ein zur Änderung von Bewegungsgrößen dienendes Getriebe verstanden, bei dem eine translatorische Bewegung eines verschiebbaren Bauteils entlang einer Hubachse in eine rotatorische Bewegung eines verdrehbaren Bauteils um eine Drehachse bzw. eine rotatorische Bewegung eines verdrehbaren Bauteils in eine translatorische Bewegung eines verdrehbaren Bauteils geändert wird, wobei miteinander korrespondierende Wirkflächen der beiden koaxialen Bauteile aneinander entlang gleiten. Die Wirkflächen sind dabei von der gemeinsamen Dreh- bzw. Hubachse entfernt, einerseits im Bereich des äußeren Umfanges des einen – beispielsweise verschiebbaren – Bauteiles, und andererseits im Bereich des inneren Umfanges des anderen – beispielsweise verdrehbaren – Bauteils angeordnet. Die korrespondierenden Wirkflächen weisen eine definierte Steigung auf und können durch Gewinde oder durch Schrägverzahnungen der Bauteile gebildet werden. Somit ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die die Gewindespindel ein Außengewinde bzw. eine Außenschrägverzahnung und die korrespondierende Spindelmutter ein Innengewinde bzw. eine Innenschrägverzahnung aufweist.According to the invention, a helical gear is understood to mean a gearbox which changes a motion component along a stroke axis into a rotary movement of a rotatable component about an axis of rotation or a rotational movement of a rotatable component into a translatory movement of a rotatable component is changed, with each other corresponding effective surfaces of the two coaxial components slide along each other. The active surfaces are removed from the common rotation or lifting axis, on the one hand in the region of the outer circumference of one - for example displaceable - component, and on the other hand in the region of the inner circumference of the other - for example rotatable - component arranged. The corresponding active surfaces have a defined pitch and can be formed by threads or by helical toothing of the components. Thus, it is provided in the context of the present invention that the threaded spindle has an external thread or an external helical toothing and the corresponding spindle nut has an internal thread or an internal helical toothing.

Die hier verwendeten Begriffe Gewinde, Gewindespindel und Spindelmutter sind somit keinesfalls auf schraubenförmige Gewindeformen einschränkend zu verstehen, sondern umfassen selbstverständlich Ausführungen, bei denen die Gewindeformen durch Schrägverzahnungen gebildet sind. Die Betätigung des Schraubgetriebes erfolgt erfindungsgemäß durch die Massenträgheit des Schwingelements, dessen Schwerpunkt bevorzugt exzentrisch in Bezug auf die Drehachse ausgebildet ist.The terms thread, threaded spindle and spindle nut used here are thus by no means limitative to helical thread forms, but of course include embodiments in which the thread forms are formed by helical gears. The operation of the helical gear is effected according to the invention by the inertia of the vibrating element, whose center of gravity is preferably formed eccentrically with respect to the axis of rotation.

Das Schwingelement erfährt während einer Kurbelwellenumdrehung wechselnde Beschleunigungskräfte, welche bewirken, dass das Schwingelement in Folge der Massenträgheit um die Drehachse gedreht wird. Die Drehung des Schwingelements um die Drehachse wird genutzt, um die Spindelmutter bzw. die Gewindespindel zu verdrehen und somit die Pleuelstange zu verlängern oder zu verkürzen. During a crankshaft revolution, the oscillating element experiences alternating acceleration forces, which cause the oscillating element to be rotated around the axis of rotation as a consequence of the mass inertia. The rotation of the oscillating element about the axis of rotation is used to rotate the spindle nut or the threaded spindle and thus to lengthen or shorten the connecting rod.

Die Drehachse des Schwingelements ist dabei günstiger Weise achsgleich mit der Längsachse der Pleuelstange ausgebildet.The axis of rotation of the oscillating element is favorably formed coaxially with the longitudinal axis of the connecting rod.

Um eine Verkürzung oder eine Verlängerung der Pleuelstange bewirken zu können, ist in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass das Schwingelement über zumindest ein erstes mechanisches Kupplungselement mit dem ersten Getriebeteil drehverbindbar ist, wobei vorzugsweise das erste mechanische Kupplungselement durch eine erste Freilaufvorrichtung gebildet ist, welche in einer ersten Drehrichtung des Schwingelements die Drehverbindung zum ersten Getriebeteil herstellt und in einer der ersten Drehrichtung entgegen gerichteten zweiten Drehrichtung unterbricht. Durch die Freilaufvorrichtung ist die Verstellrichtung der Pleuelstange zu Folge der Bewegung des Schwingelements vorgegeben. In order to effect a shortening or an extension of the connecting rod, is provided in a preferred embodiment of the invention that the vibrating element via at least a first mechanical coupling element with the the first transmission part is rotatably connected, wherein preferably the first mechanical coupling element is formed by a first freewheel device, which in a first rotational direction of the vibrating element produces the rotational connection to the first gear part and interrupts in a first direction of rotation opposite to the second direction of rotation. By the freewheel device, the adjustment of the connecting rod is predetermined due to the movement of the vibrating element.

Um auch in der Gegenrichtung eine Verstellung der Pleuelstange durch die Drehung des Schwingelements zu ermöglichen, ist in einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass das Schwingelement über zumindest ein zweites mechanisches Kupplungselement mit dem ersten Getriebeteil drehverbindbar ist, wobei vorzugsweise das zweite mechanische Kupplungselement durch eine zweite Freilaufvorrichtung gebildet ist, welche in einer zweiten Drehrichtung des Schwingelements die Drehverbindung zum ersten Getriebeteil herstellt und in einer der zweiten Drehrichtung entgegen gerichteten ersten Drehrichtung unterbricht. Somit lässt sich die Bewegung des Schwingelements sowohl für eine Verlängerung, als auch für eine Verkürzung der Pleuelstange nützen.In order to allow in the opposite direction, an adjustment of the connecting rod by the rotation of the vibrating element is provided in a particularly preferred embodiment of the invention that the vibrating element via at least one second mechanical coupling element with the first transmission part is drehverbindbar, preferably the second mechanical coupling element a second freewheel device is formed, which in a second direction of rotation of the oscillating element produces the rotary connection to the first gear part and interrupts in a direction of rotation of the second opposite direction. Thus, the movement of the vibrating element can be used both for an extension, as well as for a shortening of the connecting rod.

Die erste Freilaukupplung und die zweite Freilaufvorrichtung können dabei als spiegelsymmetrische Bauteile ausgeführt sein bzw. zu spiegelsymmetrischen Bauteilen – mit gleichen Komponenten – zusammengebaut sein. The first free coupling and the second freewheel device can be designed as mirror-symmetrical components or to mirror-symmetrical components - be assembled with the same components.

Zur Verbindung mit den Kupplungselementen weist das Schwingelement vorzugsweise an seinem im Wesentlichen zylindrischen äußeren Umfang eine Außenverzahnung auf, welche mit einer an einem inneren Umfang des ersten und/oder zweiten Kupplungselementes angeordneten ersten bzw. zweiten Innenverzahnung korrespondiert. Das Drehmoment des Schwingelements wird über die Außen- bzw. Innenverzahnung an das jeweilige Kupplungselement übertragen. For connection to the coupling elements, the oscillating element preferably has on its substantially cylindrical outer periphery an external toothing which corresponds to a first or second internal toothing arranged on an inner circumference of the first and / or second coupling element. The torque of the vibrating element is transmitted via the external or internal toothing to the respective coupling element.

In einer sehr kompakten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Kupplungselement einen die erste bzw. zweite Verzahnung tragenden Innenring und einen Außenring aufweist, welcher mit dem ersten Getriebeelement drehfest verbunden ist, wobei Innenring und Außenring relativ zueinander in der ersten bzw. zweiten Drehrichtung verdrehbar gelagert sind, wobei vorzugsweise die Außenringe der beiden Kupplungselemente miteinander drehfest verbunden sind.In a very compact embodiment of the invention, it is provided that at least one coupling element has an inner ring carrying the first or second toothing and an outer ring which is non-rotatably connected to the first gear element, wherein inner ring and outer ring relative to each other in the first and second rotational direction are rotatably mounted, wherein preferably the outer rings of the two coupling elements are rotatably connected with each other.

Um wahlweise ein Verkürzen oder Verlängern der Pleuelstange zu initiieren, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Schwingelement in Richtung seiner Drehachse verschiebbar gelagert ist, wobei vorzugsweise die Außenverzahnung des Schwingelements durch axiales Verschieben des Schwingelements alternativ mit der ersten Innenverzahnung oder der zweiten Innenverzahnung in Zahneingriff bringbar ist.In order to selectively initiate a shortening or lengthening of the connecting rod, it is particularly advantageous if the oscillating element is displaceably mounted in the direction of its axis of rotation, wherein preferably the outer toothing of the oscillating element can be brought into meshing engagement with the first internal toothing or the second internal toothing by axially displacing the vibrating element is.

Um den Kolben und damit das Schwingelement axial zu verschieben, können unterschiedlichste Betätigungsmechanismen eingesetzt werden. Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht zur Verschiebung des Schwingelements vor, dass der Aktuator einen mit dem Schwingelement an einer Stirnseite verbundenen oder einstückig mit diesem ausgebildeten Kolben aufweist, welcher an einen Druckraum grenzt, in den zumindest eine Hydraulikmedium-Druckleitung, insbesondere eine Druckölleitung, einmündet, wobei der Kolben – vorzugsweise entgegen einer Rückstellkraft – durch Druckerhöhung im Druckraum auslenkbar ist. Somit kann der Kolben und damit das Schwingelement durch Druckerhöhung im Druckraum hydraulisch entgegen der Rückstellkraft ausgelenkt werden, wodurch das Schwingelement zwischen den Kupplungselementen umgeschaltet werden kann. Das Zurückschieben des Schwingelements in die Ausgangslage erfolgt durch einfaches Druckentlasten des Druckraumes, wodurch die Rückstellfeder, welche die Rückstellkraft erzeugt, das Schwingelement bzw. den Kolben wieder in seine Ausgangslage zurückbringt.To move the piston and thus the vibrating element axially, a variety of actuation mechanisms can be used. A particularly preferred embodiment of the invention provides for the displacement of the vibrating element that the actuator has a connected to the vibrating element on an end face or integrally formed with this piston, which adjoins a pressure chamber, in the at least one hydraulic medium pressure line, in particular a pressure oil line, opens, wherein the piston - preferably against a restoring force - is deflected by pressure increase in the pressure chamber. Thus, the piston and thus the vibrating element can be hydraulically deflected by increasing the pressure in the pressure chamber against the restoring force, whereby the vibrating element can be switched between the coupling elements. The pushing back of the vibrating element in the starting position is carried out by simply depressurizing the pressure chamber, whereby the return spring, which generates the restoring force, the oscillating element or the piston returns to its original position.

Um insbesondere bei Kaltstart der Brennkraftmaschine ein Verstellen der Pleuelstange in Richtung kürzerer Pleuellänge zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn in der Druckölleitung ein temperatursensitives Durchflusssteuerelement angeordnet ist.In order to avoid an adjustment of the connecting rod in the direction of a shorter connecting rod length, in particular in the case of a cold start of the internal combustion engine, it is advantageous if a temperature-sensitive flow control element is arranged in the pressure oil line.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the non-limiting figures.

Es zeigenShow it

1 eine erfindungsgemäße Pleuelstange in einem Längsschnitt, 1 a connecting rod according to the invention in a longitudinal section,

2 einen Außenring eines Kupplungselementes in einer Draufsicht, 2 an outer ring of a coupling element in a plan view,

3 einen Innenring eines Kupplungselementes in einer Draufsicht, 3 an inner ring of a coupling element in a plan view,

4 ein Schwingelement in einer Draufsicht, 4 a vibrating element in a plan view,

5 einen Kupplungsteil in einer Draufsicht, 5 a coupling part in a plan view,

6 einen Kupplungsteil samt Schwingelement in einer Draufsicht, 6 a coupling part together with oscillating element in a plan view,

7 einen Aktuator in einer Explosionsdarstellung, 7 an actuator in an exploded view,

8 diesen Aktuator in einer Schrägansicht, 8th this actuator in an oblique view,

9 eine erfindungsgemäße Pleuelstange in einer Ausführungsvariante, 9 a connecting rod according to the invention in a variant embodiment,

10 ein temperatursensitives Durchflusssteuerelement in einer kalten Betriebsstellung und 10 a temperature-sensitive flow control element in a cold operating position and

11 das temperatursensitive Durchflusssteuerelement in einer warmen Betriebsstellung. 11 the temperature-sensitive flow control element in a warm operating position.

Die 1 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange 1 für eine Hubkolbenmaschine, beispielsweise eine Brennkraftmaschine. The 1 shows a length-adjustable connecting rod 1 for a reciprocating engine, for example an internal combustion engine.

Die Pleuelstange 1 weist einen ersten Stangenteil 2 im Bereich eines großen Pleuelauges 3 und einen zweiten Stangenteil 4 im Bereich eines nicht weiter ersichtlichen kleinen Pleuelauges auf, wobei das große Pleuelauge 3 ein Kurbelzapfenlager zur Verbindung mit einer nicht weiter dargestellten Kurbelwelle und das kleine Pleuelauge ein Kolbenbolzenlager zur Verbindung mit einem nicht weiter dargestellten Kolben ausbilden. The connecting rod 1 has a first rod part 2 in the area of a large connecting rod eye 3 and a second rod part 4 in the range of a not readily apparent small connecting rod eye, wherein the large connecting rod eye 3 a crank pin bearing for connection to a crankshaft, not shown, and the small connecting rod eye forming a piston pin bearing for connection to a piston, not shown.

Die beiden Stangenteile 2, 4 können über ein erstes Schraubgetriebe 6 relativ zueinander in Richtung der Längsachse 1a der Pleuelstange 1 verschoben werden. Das Schraubgetriebe 6 weist einen ersten Getriebeteil 7 und einen mit dem ersten Getriebeteil 7 im Eingriff stehenden zweiten Getriebeteil 8 auf, wobei einer der beiden Getriebeteile 7, 8 als Spindelmutter 9 und der andere Getriebeteil 8, 7 als Gewindespindel 10 ausgebildet ist. Bei den dargestellten Ausführungsvarianten ist der erste Getriebeteil 7 als hülsenartige Spindelmutter 9 und der zweite Getriebeteil 8 als Gewindespindel 10 ausgebildet.The two rod parts 2 . 4 can via a first helical gear 6 relative to each other in the direction of the longitudinal axis 1a the connecting rod 1 be moved. The helical gear 6 has a first gear part 7 and one with the first transmission part 7 engaged second gear part 8th on, with one of the two transmission parts 7 . 8th as a spindle nut 9 and the other transmission part 8th . 7 as a threaded spindle 10 is trained. In the illustrated embodiments, the first transmission part 7 as a sleeve-like spindle nut 9 and the second transmission part 8th as a threaded spindle 10 educated.

Die im durch den ersten Stangenteil 2 gebildeten Führungszylinder 5 drehbar, aber axial unverschiebbar gelagerte Spindelmutter 9 weist an ihrer Innenseite Wirkflächen mit einer Steigung auf, welche von der Längsachse 1a der Pleuelstange 1 beabstandet sind und welche als Innenschraubengewinde mit einem Gewindegang oder mehreren Gewindegängen, oder als Innenschrägverzahnung ausgebildet sind. Korrespondierend dazu weist die Gewindespindel 10 an ihrer Außenseite entsprechende Wirkflächen mit einer Steigung auf, welche von der Längsachse 1a der Pleuelstange 3 beabstandet sind und welche als Außenschraubengewinde mit einen Gewindegang oder mehreren Gewindegängen, oder als Außenschrägverzahnung ausgebildet sind. Das Gewinde kann selbsthemmend ausgebildet sein. Der Begriff „Gewinde“ (beispielsweise in Gewindespindel) wird hier generell sowohl für Schraubengewinde, als auch für Schrägverzahnungen verwendet und deckt somit beide Ausbildungen ab.The im through the first rod part 2 formed guide cylinder 5 rotatable, but axially non-displaceably mounted spindle nut 9 has on its inside effective surfaces with a slope, which from the longitudinal axis 1a the connecting rod 1 are spaced apart and which are designed as internal screw thread with a thread or multiple threads, or as internal helical teeth. Corresponding to this, the threaded spindle 10 on its outer side corresponding active surfaces with a slope, which from the longitudinal axis 1a the connecting rod 3 are spaced apart and which are designed as external screw thread with one thread or more threads, or as external helical teeth. The thread can be self-locking. The term "thread" (for example, in threaded spindle) is generally used here for both screw thread, and helical teeth and thus covers both training.

Der erste Getriebeteil 7 des Schraubgetriebes 6 ist drehbar, aber axial unverschiebbar im ersten Stangenteil 2 gelagert. Der zweite Getriebeteil 8 des Schraubgetriebes 6 ist in Richtung der Längsachse 1a verschiebbar, aber drehfest im ersten Stangenteil 3 gelagert. Der zweite Getriebeteil 8 ist dabei mit dem zweiten Stangenteil 4 fest verbunden oder integral mit diesem ausgeführt. Die Sicherung gegen Verdrehen des zweiten Getriebeteils 8 erfolgt über die Verdrehsicherung 11, welche zugleich eine Hubbegrenzung für den zweiten Stangenteil 4 bildet. Die Verdrehsicherung 11 kann durch eine einfache Schraube gebildet sein, welche quer zur Längsachse 1a im ersten Stangenteil 2 eingeschraubt ist.The first transmission part 7 of the helical gear 6 is rotatable but axially immovable in the first rod part 2 stored. The second transmission part 8th of the helical gear 6 is in the direction of the longitudinal axis 1a slidable, but non-rotatable in the first rod part 3 stored. The second transmission part 8th is doing with the second rod part 4 firmly connected or integral with this. The protection against rotation of the second gear part 8th via the anti-twist device 11 , which at the same time a stroke limit for the second rod part 4 forms. The anti-twist device 11 may be formed by a simple screw which is transverse to the longitudinal axis 1a in the first rod part 2 is screwed.

Zur Betätigung des Schraubgetriebes 6 ist in der Pleuelstange 1 ein Aktuator 20 angeordnet. Der Aktuator 20 weist ein Schwingelement 21 auf, welche um eine Drehachse 21a drehbar und entlang dieser verschiebbar im ersten Stangenteil 2 gelagert ist. Das Schwingelement 21 ist im Wesentlichen als zylindrisch geformte Scheibe ausgebildet, welche in Bezug zur Drehachse 21a einen exzentrischen Schwerpunkt S aufweist. Die Drehachse 21a ist achsgleich zur Längsachse 1a der Pleuelstange 1 angeordnet. Das Schwingelement 21 kann über ein mechanisches erstes Kupplungselement 22 und ein mechanisches zweites Kupplungselement 23 mit dem ersten Getriebeteil 7 drehverbunden werden. Die Kupplungselemente 22, 23 sind als Freilaufvorrichtungen ausgebildet, was bedeutet, dass sie in einer Drehrichtung die Drehverbindung zwischen dem Schwingelement 21 und dem ersten Getriebeelement 7 herstellen und in der entgegengesetzten Drehrichtung unterbrechen. Das durch eine erste Freilaufvorrichtung gebildete erste Kupplungselement 22 stellt in einer ersten Drehrichtung R1 des Schwingelements 21 die Drehverbindung zum ersten Getriebeteil 7 her und unterbricht diese Drehverbindung in einer der ersten Drehrichtung R1 entgegen gerichteten zweiten Drehrichtung R2. Das durch eine zweite Freilaufvorrichtung gebildete zwei Kupplungselement 23 in gegen stellt in der zweiten Drehrichtung R2 des Schwingelements 21 die Drehverbindung zum ersten Getriebeteil 7 her und unterbricht die Drehverbindung in einer der zweiten Drehrichtung R2 entgegen gerichteten ersten Drehrichtung R1. Das erste Kupplungselement 22 und das zweite Kupplungselement 23 können im Wesentlichen spiegelbildlich ausgebildet sein.For actuating the helical gear 6 is in the connecting rod 1 an actuator 20 arranged. The actuator 20 has a vibrating element 21 on which about a rotation axis 21a rotatable and slidable along the first rod part 2 is stored. The vibrating element 21 is essentially formed as a cylindrically shaped disc, which in relation to the axis of rotation 21a an eccentric center of gravity S has. The rotation axis 21a is coaxial with the longitudinal axis 1a the connecting rod 1 arranged. The vibrating element 21 can be via a mechanical first coupling element 22 and a mechanical second coupling element 23 with the first gear part 7 be connected. The coupling elements 22 . 23 are designed as freewheel devices, which means that in one direction of rotation, the rotational connection between the vibrating element 21 and the first transmission element 7 make and break in the opposite direction of rotation. The first coupling element formed by a first freewheel device 22 represents in a first rotational direction R1 of the vibrating element 21 the rotary connection to the first transmission part 7 forth and interrupts this rotary joint in one of the first direction of rotation R1 opposite to the second direction of rotation R2. The formed by a second freewheel device two coupling element 23 in against is in the second rotational direction R2 of the vibrating element 21 the rotary connection to the first transmission part 7 forth and interrupts the rotary joint in one of the second rotational direction R2 opposite to the first direction of rotation R1. The first coupling element 22 and the second coupling element 23 may be formed substantially mirror-image.

Wie in den 2 bis 8 gezeigt ist, weist jedes der Kupplungselemente 22, 23 jeweils einen Innenring 24, 25 und einen Außenring 26, 27, sowie ein zwischen den beiden Ringen angeordnetes Sperrelement 28, 29 auf, welches in einem von Rampenflächen 30a, 30b begrenzten Hohlraum 30 zwischen jeweils einen Innenring 24, 25 und jeweils einem Außenring 26, 27 angeordnet ist. Jeder der ersten bzw. zweiten Innenringe 24, 25 weist eine erste bzw. zweite Innenverzahnung 32, 33 auf. Das Schwingelement 21 ist innerhalb der Innenringe 24, 25 axial verschiebbar angeordnet. Das Schwingelement 21 weist dabei an seinem zylindrischen Außenumfang eine Außenverzahnung 34 auf, welche mit den ersten und zweiten Innenverzahnungen 32, 33 der Innenringe 24, 25 korrespondiert, wie aus 7 hervorgeht. Jeder der Außenringe 26, 27 weist zumindest einen vorspringenden Mitnehmer 26a, 27a auf. Die ersten und zweiten Kupplungselemente 22, 23 sind koaxial übereinander angeordnet, wobei die ersten Mitnehmer 26a des ersten Außenringes 26 in entsprechende Ausnehmungen 27b des zweiten Außenrings 27 formschlüssig eingreifen. Die zweiten Mitnehmer 27a des zweiten Außenrings 27 greifen in entsprechende Ausnehmungen 7b des ersten Getriebeelementes 7 formschlüssig ein. Somit sind alle Außenringe 26, 27 mit dem ersten Getriebeelement 7 drehfest verbunden.As in the 2 to 8th is shown, has each of the coupling elements 22 . 23 each an inner ring 24 . 25 and an outer ring 26 . 27 , And arranged between the two rings locking element 28 . 29 which is in one of ramp areas 30a . 30b limited cavity 30 between each an inner ring 24 . 25 and one outer ring each 26 . 27 is arranged. Each of the first and second inner rings 24 . 25 has a first or second internal toothing 32 . 33 on. The vibrating element 21 is inside the inner rings 24 . 25 arranged axially displaceable. The vibrating element 21 has an external toothing on its cylindrical outer circumference 34 on, which with the first and second internal gears 32 . 33 the inner rings 24 . 25 corresponds to how out 7 evident. Each of the outer rings 26 . 27 has at least one protruding driver 26a . 27a on. The first and second coupling elements 22 . 23 are arranged coaxially one above the other, wherein the first driver 26a of the first outer ring 26 in corresponding recesses 27b of the second outer ring 27 interlock positively. The second driver 27a of the second outer ring 27 grab in corresponding recesses 7b of the first transmission element 7 a positive fit. Thus, all outer rings 26 . 27 with the first transmission element 7 rotatably connected.

Wie in den 1, 7 und 8 dargestellt ist, grenzt das Schwingelement 21 mit der dem großen Pleuelauge 3 zugewandten Stirnseite 21b an einen Kolben 35, dessen Stirnfläche 34a an einen Druckraum 36 grenzt. In den Druckraum 36 mündet eine Druckölleitung 37 ein.As in the 1 . 7 and 8th is shown, the oscillating element is adjacent 21 with the big eye 3 facing end face 21b to a piston 35 whose end face 34a to a pressure room 36 borders. In the pressure room 36 opens a pressure oil line 37 one.

Die Drehung der Spindelmutter 9, um eine Verlängerung oder Verkürzung der Pleuelstange 1 zu bewirken, wird wie folgt erzielt:
Zwischen dem unteren, dem großen Pleuelauge 3 zugewandten Ende der Spindelmutter 9 und dem – in 1 betrachtet – unteren Ende des Führungszylinders 5 des ersten Stangenteils 2 sind – in Richtung der Längsachse 1a der Pleuelstange 1 gesehen – nacheinander das erste und ein zweites Kupplungselement 22, 23 angeordnet, welche als Freilaufvorrichtungen ausgebildet sind. Innerhalb der Freilaufvorrichtungen ist die schwingfähige Schwingelement 21 angeordnet, welche mittels eines Kolbens 35, der gegen eine Feder 38 wirkt, entlang der Längsachse 1a der Pleuelstange 1 so beweglich gelagert ist, dass das Schwingelement 21 seine Schwingungen und damit Drehbewegungen entweder auf das erste oder das zweite Kupplungselement 22, 23 überträgt.The rotation of the spindle nut 9 to lengthen or shorten the connecting rod 1 to effect is achieved as follows:
Between the lower, the big eye of the connecting rod 3 facing the end of the spindle nut 9 and the - in 1 considered - lower end of the guide cylinder 5 of the first rod part 2 are - in the direction of the longitudinal axis 1a the connecting rod 1 seen - successively the first and a second coupling element 22 . 23 arranged, which are designed as freewheel devices. Within the freewheel devices is the oscillatory vibrating element 21 arranged, which by means of a piston 35 that's against a spring 38 acts along the longitudinal axis 1a the connecting rod 1 is mounted so mobile that the vibrating element 21 its vibrations and thus rotational movements either on the first or the second coupling element 22 . 23 transfers.

Die Kupplungselemente 22, 23 sind miteinander und auch mit der Spindelmutter 9 über die Mitnehmer 26a, 27a drehfest gekoppelt. Damit wird die Spindelmutter 9 durch das Schwingelement 21 gedreht und die Pleuelstange 1 verlängert oder verkürzt. Die durch die Kupplungselemente 22, 23 gebildeten Freilaufvorrichtungen weisen jeweils konzentrische Ringe, einen Innenring 24, 25 und einen Außenring 26, 27 auf, die über in entsprechenden Hohlräumen 30 gelagerte Sperrelemente 28, 29 – beispielsweise eine Kugel – gekoppelt sind. Die Hohlräume 30 sind im Ausführungsbeispiel durch Vertiefungen an den Außenumfängen der Innenringe 24, 25 und an den Innenumfängen der Außenringe 26, 27 gebildet. Dabei sind jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Mitnehmer 26a, 27a am Außenring 26, 27 jedes Kupplungselementes 22, 23 vorgesehen. The coupling elements 22 . 23 are with each other and also with the spindle nut 9 about the drivers 26a . 27a rotatably coupled. This will be the spindle nut 9 through the vibrating element 21 turned and the connecting rod 1 extended or shortened. The through the coupling elements 22 . 23 formed freewheel devices each have concentric rings, an inner ring 24 . 25 and an outer ring 26 . 27 on, over in corresponding cavities 30 mounted locking elements 28 . 29 - For example, a ball - are coupled. The cavities 30 are in the embodiment by depressions on the outer peripheries of the inner rings 24 . 25 and on the inner peripheries of the outer rings 26 . 27 educated. In this case, two oppositely arranged drivers are each 26a . 27a on the outer ring 26 . 27 each coupling element 22 . 23 intended.

Die innere Mantelfläche jedes Innenringes 24, 25 ist mit einer Innenverzahnung 32, 33 versehen. Die äußere Mantelfläche des Schwingelements 21 ist mit einer Außenverzahnung 34 versehen, die mit der Innenverzahnung 32, 33 des ersten oder zweiten Innenringes 24, 25 zusammen wirkt.The inner surface of each inner ring 24 . 25 is with an internal toothing 32 . 33 Mistake. The outer circumferential surface of the vibrating element 21 is with an external toothing 34 provided with the internal teeth 32 . 33 the first or second inner ring 24 . 25 works together.

Bewegt sich der Innenring 24, 25 in eine Drehrichtung R1, R2 um die Drehachse 21a, beispielsweise im Uhrzeigersinn, wird das entsprechende Sperrelement 28, 29 geklemmt und die Drehung auf den entsprechenden Außenring 26, 27 übertragen. Eine Drehung in die entgegengesetzte Drehrichtung R2, R1 gibt das Sperrelement 28, 29 frei und wird dementsprechend nicht übertragen.Moves the inner ring 24 . 25 in a direction of rotation R1, R2 about the axis of rotation 21a , for example, in a clockwise direction, becomes the corresponding blocking element 28 . 29 clamped and the rotation on the corresponding outer ring 26 . 27 transfer. A rotation in the opposite direction of rotation R2, R1 gives the blocking element 28 . 29 free and will not be transferred accordingly.

Das Schwingelement 21 ist als Scheibe mit einer Ausnehmung 21c ausgeführt, die – in einer Projektion in Richtung der Drehachse 21a betrachtet – etwas weniger als die halbe Fläche eines durch die Außenkontur des Schwingelements 21 gebildeten Kreises einnimmt. Aufgrund dessen weist das Schwingelement 21 einen Schwerpunkt S auf, der um den Wert e außerhalb des Mittelpunkts M dieses Kreises mit dem Radius r liegt. Aufgrund der Exzentrizität e des Schwerpunkts S des Schwingelements 21 wird es durch die im Betrieb auftretenden Bewegungen der Pleuelstange 1 bei jedem oberen Totpunkt der Pleuelstange 1 in Schwingung versetzt und schwingt auf einer Kreisbahn um die Längsachse 1a der Pleuelstange 1. The vibrating element 21 is as a disc with a recess 21c executed, which - in a projection in the direction of the axis of rotation 21a Considered - slightly less than half the area of a through the outer contour of the vibrating element 21 formed circle occupies. Due to this, the vibrating element has 21 a center of gravity S, which lies by the value e outside the center M of this circle with the radius r. Due to the eccentricity e of the center of gravity S of the vibrating element 21 It is due to the movements of the connecting rod occurring during operation 1 at every top dead center of the connecting rod 1 vibrated and oscillates on a circular path around the longitudinal axis 1a the connecting rod 1 ,

Dabei wirkt auf das Schwingelement die Kraft F = m·ω²·e und ein Drehmoment M = r·m·ω²·e, mit der Masse m des Schwingelements 21 und der Winkelgeschwindigkeit ω. Damit ergibt sich bei einer Drehzahl von 1000 U/min eine Schwingfrequenz von 100 1/s. Die Schwingungen werden über die Außenverzahnung 34 und die Innenverzahnung 32, bzw. 33 an den jeweiligen Innenring 24 bzw. 25 übertragen. Je nach Schwingungsrichtung dreht sich der erste Außenring 26 oder der zweite Außenring 27 mit oder nicht.In this case acts on the vibrating element, the force F = m · ω ² · e and a torque M = r · m · ω ² · e, with the mass m of the vibrating element 21 and the angular velocity ω. This results in a speed of 1000 rev / min an oscillation frequency of 100 1 / s. The vibrations are via the external teeth 34 and the internal teeth 32 , respectively. 33 to the respective inner ring 24 respectively. 25 transfer. Depending on the direction of vibration, the first outer ring rotates 26 or the second outer ring 27 with or not.

Um nun für zwei unterschiedliche Drehrichtungen R1, R2 der Kupplungselemente 22, 23 eine Verlängerung bzw. Verkürzung der Pleuelstange 1 – erzielen zu können, sind zwei übereinander angeordnete Kupplungselemente 22, 23 vorgesehen, die jeweils bei entgegengesetzten Drehrichtungen R1, R2 klemmen: Wird also der erste Innenring 24 des ersten Kupplungselements 22 zum Beispiel in einer ersten Drehrichtung R1 entgegen dem im Uhrzeigersinn bewegt, wird die das erste Sperrelement 28 bildende Kugel geklemmt und der erste Außenring 26 bewegt sich mit. Wird der zweite Innenring 25 des zweiten Kupplungselementes 23 ebenso entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, wird die Drehbewegung allerdings nicht an den zweiten Außenring 27 weitergegeben, da das zweite Sperrelement 29 nicht geklemmt ist. Analoges gilt für die entgegengesetzte zweite Drehrichtung R2, bei der das erste Kupplungselement 22 geöffnet und das zweite Kupplungselement 23 durch Klemmen des zweiten Sperrelementes 29 geschlossen ist.In order now for two different directions of rotation R1, R2 of the coupling elements 22 . 23 an extension or shortening of the connecting rod 1 - To achieve, are two superimposed coupling elements 22 . 23 are provided, each clamp in opposite directions of rotation R1, R2: so is the first inner ring 24 of the first coupling element 22 For example, in a first direction of rotation R1 moves counterclockwise, which becomes the first blocking element 28 forming ball clamped and the first outer ring 26 moves with you. Will the second inner ring 25 of the second coupling element 23 however, it also does not move to the second outer ring in the counterclockwise direction 27 passed as the second blocking element 29 not clamped. The same applies to the opposite second direction of rotation R2, in which the first coupling element 22 opened and the second coupling element 23 by clamping the second blocking element 29 closed is.

Das Schwingelement 21 kann entlang der Längsachse 1a verschoben werden, so dass die Außenverzahnung 34 des Schwingelementes 21 entweder mit der ersten Innenverzahnung 32 des ersten Innenringes 24 des ersten Kupplungselementes 22 oder mit der zweiten Innenverzahnung 33 des zweiten Innenringes 25 des zweiten Kupplungselementes 23 in Eingriff kommt. The vibrating element 21 can along the longitudinal axis 1a be moved so that the external teeth 34 of the vibrating element 21 either with the first internal toothing 32 of the first inner ring 24 of the first coupling element 22 or with the second internal toothing 33 of second inner ring 25 of the second coupling element 23 engages.

Die Verschiebung wird einerseits durch einen Kolben 35 erzielt, der auf der Seite des großen Pleuelauges 3 des Schwingelementes 21 in Richtung des kleinen Pleuelauges durch Erhöhen des Hydraulikmediumdrucks, insbesondere Öldrucks, im Druckraum 36 bewegt werden kann. Auf der Seite dem großen Pleuelauge 3 abgewandten Seite des Kolbens 35 bzw. des Schwingelementes 21 ist eine Feder 38 vorgesehen, die an Schultern 9a in der Spindelmutter 9 aufsitzend gegen die Kraft des Kolbens 35 auf das Schwingelement 21 drückt. Ein Verschieben des Schwingelements 21 vom ersten in das zweite Kupplungselement 22, 23 erfolgt durch die Massenkraft der bewegten Pleuelstange 1 und den Öldruck. Das Rückverschieben vom zweiten in das erste Kupplungselement 23, 22 erfolgt durch Massenkraft und Federdruck der Feder 38.The shift is on the one hand by a piston 35 scored on the side of the large connecting rod eye 3 of the vibrating element 21 in the direction of the small connecting rod eye by increasing the hydraulic medium pressure, in particular oil pressure, in the pressure chamber 36 can be moved. On the side of the large connecting rod eye 3 opposite side of the piston 35 or the vibrating element 21 is a spring 38 provided on the shoulders 9a in the spindle nut 9 sitting against the force of the piston 35 on the vibrating element 21 suppressed. A displacement of the vibrating element 21 from the first to the second coupling element 22 . 23 done by the inertia of the moving connecting rod 1 and the oil pressure. The return shift from the second to the first coupling element 23 . 22 done by mass force and spring pressure of the spring 38 ,

In der in 1 gezeigten Stellung befindet sich das untere erste Kupplungselement 22 im Eingriff, der Öldruck im Druckraum 36 aus dem Pleuellager ist niedrig, insbesondere liegt der Öldruck unter einem definierten Schwellwert, und die Pleuelstange 1 hat ihre maximale Länge eingenommen. Die Freilaufvorrichtung des ersten Kupplungselementes 22 überträgt nur jenes Drehmoment welches in eine die Pleuelstange 1 verlängernde erste Drehrichtung R1 wirkt. Die zweite Kupplungseinrichtung wird frei mitgedreht. Durch die hin und her schwingende Pleuelstange 1 entsteht durch die exzentrische Masse des Schwingelementes 21 ein Drehmoment, das das erste Kupplungselement 22 entsprechen verdreht. Durch die ersten und zweiten Mitnehmer 26a, 27a wird dieses Drehmoment auf die Spindelmutter 9 übertragen und die Pleuelstange 1 somit bis zum durch die Verdrehsicherung 11 definierten Anschlag verlängert.In the in 1 shown position is the lower first coupling element 22 engaged, the oil pressure in the pressure chamber 36 from the connecting rod bearing is low, in particular, the oil pressure is below a defined threshold, and the connecting rod 1 has taken its maximum length. The freewheel device of the first coupling element 22 transmits only that torque which in a connecting rod 1 extending first rotational direction R1 acts. The second coupling device is rotated freely. By the swinging connecting rod 1 created by the eccentric mass of the vibrating element 21 a torque that is the first coupling element 22 correspond to twisted. Through the first and second drivers 26a . 27a this torque is applied to the spindle nut 9 transferred and the connecting rod 1 thus until by the rotation 11 extended stop.

Das dabei erzeugte Drehmoment ist drehzahlabhängig und erheblich höher als ein von einem hydraulischen Drehschieber erzielte Drehmoment.The torque generated is speed-dependent and considerably higher than a torque achieved by a hydraulic rotary valve.

Wenn nun der Öldruck im Druckraum erhöht wird, drückt der Kolben 35 in 1 oberhalb des definierten Schwellwerts nach oben in Richtung des kleinen Pleuelauges und überwindet die Federkraft der Feder 38 – das Schwingelement 21 kommt mit der zweiten Innenverzahnung 33 des zweiten Innenringes 25 des zweiten Kupplungselementes 23 in Eingriff. Die Freilaufvorrichtung des zweiten Kupplungselementes 23 sperrt in einer Drehrichtung R2, welche der sperrenden Drehrichtung R1 des ersten Kupplungselementes 22 entgegengesetzt ist. Somit wird die Spindelmutter 9 in die Gegenrichtung verdreht und die Pleuelstange 1 verkürzt.Now, if the oil pressure in the pressure chamber is increased, the piston pushes 35 in 1 above the defined threshold in the direction of the small connecting rod and overcomes the spring force of the spring 38 - the vibrating element 21 comes with the second internal toothing 33 of the second inner ring 25 of the second coupling element 23 engaged. The freewheel device of the second coupling element 23 locks in a rotational direction R2, which is the blocking direction of rotation R1 of the first coupling element 22 is opposite. Thus, the spindle nut 9 twisted in the opposite direction and the connecting rod 1 shortened.

Der erfindungsgemäße Aktuator 20 hat somit vorzugweise zwei Schaltzustände, einen ersten bei einem Öldruck unterhalb eines definierten Schwellwerts und einen zweiten oberhalb des Schwellwerts, bei dem die Federkraft bzw. Rückstellkraft der Feder 38 überwunden wird. The actuator according to the invention 20 thus preferably has two switching states, a first at an oil pressure below a defined threshold and a second above the threshold at which the spring force or restoring force of the spring 38 is overcome.

Vorzugweise kann auch vorgesehen sein, dass in dem ersten Schaltzustand statt eines niedrigen Öldrucks wenigstens im Wesentlichen kein Öldruck an dem Druckraum anliegt. Vorzugsweise kann hierfür vorgesehen sein, dass die Pleuelstange 1 ein Schaltventil (nicht dargestellt) aufweist, welches den Zufluss von Öl durch die Druckölleitung 37 steuert. Das Schaltventil kann dabei grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Wichtig ist lediglich, dass die erforderliche Funktion erfüllt wird. Insbesondere kann das Schaltelement als elektromagnetisch betätigbares, hydraulisches Schaltventil ausgebildet sein, wobei das Schaltventil in diesem Fall besonders bevorzugt elektrisch schaltbar ist und insbesondere mittels einer zusätzlich in der Pleuelstange angeordneten, hier nicht dargestellten Induktionseinrichtung über eine im Kurbelgehäuse vorzugsweise ortsfest angeordnete Magneteinrichtung betätigt werden kann, mittels derer ein Strom induziert werden kann, welcher zur Betätigung des Schaltelements dient. Preferably, it can also be provided that in the first switching state, instead of a low oil pressure, at least substantially no oil pressure is applied to the pressure chamber. Preferably, this can be provided that the connecting rod 1 a switching valve (not shown), which controls the inflow of oil through the pressure oil line 37 controls. The switching valve can basically be configured as desired. It is only important that the required function is fulfilled. In particular, the switching element may be designed as an electromagnetically operable, hydraulic switching valve, wherein the switching valve in this case is particularly preferably electrically switchable and in particular by means of an additionally arranged in the connecting rod, not shown here induction device can be operated via a preferably fixedly arranged in the crankcase magnetic device, by means of which a current can be induced, which serves to actuate the switching element.

Vorzugsweise weist ein solches Schaltventil zwei Schaltstellungen auf, nämlich eine erste Schaltstellung, in welcher der Aktuator 20 drainiert wird, und eine zweite Schaltstellung, in welcher der Aktuator mit Öldruck beaufschlagt wird und daher Öl zugeführt wird. Bevorzugter weist ein solches Schaltventil zusätzlich eine dritte, neutrale Schaltstellung auf, in welcher die Druckölleitung 37 verschlossen bzw. blockiert wird und der jeweils vorliegende Schaltzustand des Aktuators ohne eine Betätigung des Schaltventils erhalten bleibt. Die 9 bis 11 zeigen eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der im Bereich der Druckölleitung 37 ein temperatursensitives Durchflusssteuerelement 39 angeordnet ist, welches bei Kaltstart die Druckölleitung 37 sperrt (10) und ab einer definierten Betriebstemperatur wieder freigibt (11). Dadurch kann bei einem Kaltstart ein Verkürzen der Pleuelstange 1 verhindert werden. Das temperatursensitive Durchflusssteuerelement 39 kann dabei ein Dehnstoffelement 40, beispielsweise mit Wachs als Dehnstoff, aufweisen, welches ein Stangenförmigen Ventilkörper 41 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 42 quer zur Druckölleitung 37 verschiebt. Der Ventilkörper 41 weist dabei beispielsweise eine Ringnut 42 auf, welche in der in 11 dargestellten Freigabestellung den Durchfluss durch die Druckölleitung 37 ermöglicht.Preferably, such a switching valve has two switching positions, namely a first switching position, in which the actuator 20 is drained, and a second switching position in which the actuator is acted upon by oil pressure and therefore oil is supplied. More preferably, such a switching valve in addition to a third, neutral switching position, in which the pressure oil line 37 is closed or blocked and the respective present switching state of the actuator is maintained without an actuation of the switching valve. The 9 to 11 show an embodiment of the invention, in which in the field of pressure oil line 37 a temperature-sensitive flow control element 39 is arranged, which at cold start the pressure oil line 37 locks ( 10 ) and releases again from a defined operating temperature ( 11 ). This can shorten the connecting rod during a cold start 1 be prevented. The temperature-sensitive flow control element 39 can be an expansion element 40 , For example, with wax as wax, having a rod-shaped valve body 41 against the force of a return spring 42 transverse to the pressure oil line 37 shifts. The valve body 41 has, for example, an annular groove 42 on which in the in 11 shown release position the flow through the pressure oil line 37 allows.

Mit der beschriebenen Lösung ist eine Längenverstellung unbeeinflusst von Fliehkräften und ohne aufwändige Hydraulik möglich. Außerdem ist der Aufbau relativ einfach und es lassen sich rasche Verstellungen der Pleuellänge der Pleuelstange 1 realisieren, da ein höheres Drehmoment übertragbar ist.With the solution described a length adjustment is unaffected by centrifugal forces and without complex hydraulic possible. In addition, the structure is relatively simple and it can be rapid adjustment of the connecting rod length of the connecting rod 1 realize because a higher torque is transferable.

Bei den im Vorhergehenden exemplarisch erläuterten Ausführungsvarianten handelt es sich lediglich um Beispiele, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem exemplarischen Ausführungsvariante gegeben, wobei Änderungen, insbesondere Kombinationen von einzelnen Merkmalen verschiedener Ausführungsvarianten, im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile vorgenommen werden können, ohne den offenbarten Schutzbereich zu verlassen.The exemplary embodiments explained above by way of example are merely examples which are not intended to limit the scope of protection, the applications and the structure of the invention in any way. On the contrary, the description given above provides the person skilled in the art with a guide for the implementation of at least one exemplary embodiment, whereby changes, in particular combinations of individual features of different design variants, with regard to the function and arrangement of the described components can be made without the disclosed scope of protection leave.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 06/115898 A1 [0002]
US 5406911A [0002]
GB 441666 A [0002]
DE 4226361 A1 [0003]

Claims

Length adjustable connecting rod ( 1 ) for a reciprocating piston engine, in particular for an internal combustion engine, with at least one first rod part ( 2 ) and a second rod part ( 4 ), which two rod parts ( 2 . 4 ) relative to each other via a helical gear ( 6 ), in particular in the direction of the longitudinal axis ( 1a ) of the connecting rod ( 1 ), are displaceable, wherein the helical gear ( 6 ) at least a first transmission part ( 7 ) and one with the first transmission part ( 7 ) engaged second gear part ( 8th ), wherein the first gear part ( 7 ) as a spindle nut ( 9 ) or threaded spindle ( 10 ) and the second transmission part ( 8th ) as a threaded spindle ( 10 ) or as a spindle nut ( 9 ), characterized in that the helical gear ( 6 ) via at least one at least one vibrating element ( 21 ) actuator ( 20 ) is operable, wherein the vibrating element ( 21 ) about a rotation axis ( 21a ) rotatable in the first rod part ( 2 ) is mounted and wherein the vibrating element ( 21 ) with the first transmission part ( 7 ) is drehverbindbar.

Connecting rod ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the oscillating element ( 21 ) via at least one preferably mechanical first coupling element ( 22 ) with the first transmission part ( 7 ), wherein preferably the first coupling element ( 22 ) is formed by a first freewheel device, which in a first rotational direction (R1) of the vibrating element ( 21 ) the rotary connection to the first transmission part ( 7 ) and breaks in one of the first direction of rotation (R1) opposite to the second direction of rotation (R2) interrupts.

Connecting rod ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillating element ( 21 ) via at least one preferably mechanical second coupling element ( 23 ) with the first transmission part ( 7 ) is rotatably connected, wherein preferably the second coupling element ( 23 ) is formed by a second freewheel device which in a second rotational direction (R2) of the vibrating element ( 21 ) the rotary connection to the first transmission part ( 7 ) and breaks in one of the second direction of rotation (R2) opposite to the first direction of rotation (R1).

Connecting rod ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the oscillating element ( 21 ) at its substantially cylindrical outer periphery an external toothing ( 34 ) which is connected to one on an inner circumference of the first and / or second coupling element ( 22 . 23 ) arranged first and second internal toothing ( 32 . 33 ) corresponds.

Connecting rod ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the oscillating element ( 21 ) in the direction of its axis of rotation ( 21a ) is slidably mounted.

Connecting rod ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the external toothing ( 34 ) of the vibrating element ( 21 ) by axial displacement of the vibrating element ( 21 ) alternatively with the first internal toothing ( 32 ) or the second internal toothing ( 33 ) can be brought into tooth engagement.

Connecting rod ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuator ( 20 ) one with the vibrating element ( 21 ) on a front side ( 21b ) or integrally formed therewith ( 35 ) which is connected to a pressure chamber ( 36 ), into which at least one pressure oil line ( 37 ), wherein the piston ( 35 ) - preferably against a restoring force - by increasing the pressure in the pressure chamber ( 36 ) is deflectable.

Connecting rod ( 1 ) according to claim 7, characterized in that in the pressure oil line ( 37 ) a temperature-sensitive flow control element ( 39 ) is arranged.

Connecting rod ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the oscillating element ( 21 ) an eccentric center of gravity (S) with respect to its axis of rotation ( 21a ) having.

Connecting rod ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the axis of rotation ( 21a ) of the vibrating element ( 21 ) coaxially with the longitudinal axis ( 1a ) of the connecting rod ( 1 ) is trained.

Connecting rod ( 1 ) according to one of claims 2 to 10, characterized in that at least one coupling element ( 22 . 23 ) one the first and second gearing ( 32 . 33 ) bearing inner ring ( 24 . 25 ) and an outer ring ( 26 . 27 ), which with the first transmission element ( 7 ) is rotatably connected, wherein inner ring ( 24 . 25 ) and outer ring ( 26 . 27 ) are rotatably mounted relative to each other in the first and second rotational directions (R1, R2), wherein preferably the outer rings ( 26 . 27 ) of the two coupling elements ( 22 . 23 ) are rotatably connected with each other.

Connecting rod ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the helical gear ( 6 ) is self-locking.

Reciprocating piston engine with a length-adjustable connecting rod ( 1 ) according to one of claims 1 to 12.

Vehicle with a reciprocating engine according to claim 13.